專利名稱：一種分層監(jiān)控指揮系統(tǒng)及跨攝像頭虛擬跟蹤方法
技術領域：
本發(fā)明屬于智能視頻處理技術領域，尤其涉及一種新的視頻監(jiān)控平臺和運動目標跨攝像頭虛擬跟蹤方法。
背景技術：
在監(jiān)控系統(tǒng)快速發(fā)展的今天，系統(tǒng)規(guī)模越來越大，監(jiān)控點越來越多，工作人員面對越來越多的監(jiān)控圖像已無暇顧及，隨著監(jiān)控范圍的不斷擴大，需要對整座橋梁、機場，很長 一段公路或者高層建筑進行監(jiān)控，大多數(shù)攝像機的視場達不到這樣大的監(jiān)控范圍，因此對大視場視頻監(jiān)控的要求逐漸增多，逐漸形成了一種高端需求。視頻全景拼接作為一種解決方案，也得到了越來越多的關注。隨之而來的視頻監(jiān)控系統(tǒng)將扮演著重要的角色。到目前為止，常見的監(jiān)控設備有2種，第一種是固定攝像頭(槍機)，采用槍機對準某個場景進行監(jiān)控，不足之處是當監(jiān)控場景較多時，需要在多個地點安裝攝像機，在場景間來回切換，當視頻路數(shù)較多、切換頻繁時，監(jiān)控者容易疲倦，且人的注意力只能集中在部分畫面上，第二種是球機，球機監(jiān)控通過轉(zhuǎn)動球機對周圍區(qū)域監(jiān)控，但缺點是球機視野有限，同一時間只能監(jiān)控一個場景，這樣仍然會漏掉部分重要信息。在目標跟蹤環(huán)節(jié)，若是安裝球機，可手動控球或自動跟蹤目標，但是跟蹤效果受很多因素影響，容易發(fā)生跟蹤失敗或目標切換，且跟蹤過程中，監(jiān)控畫面視野集中在跟蹤目標附近，容易漏掉其它重要信息。若是安裝槍機，目標容易出現(xiàn)在多個畫面中，畫面間切換影響監(jiān)控人員對視頻信息的捕捉，而且槍機安裝方向固定，監(jiān)控場景不會隨著目標而改變，較容易丟失跟蹤目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種分層監(jiān)控指揮系統(tǒng)和目標跨攝像頭虛擬跟蹤方法，旨在解決由于現(xiàn)有的監(jiān)控系統(tǒng)在監(jiān)控過程中，多視頻畫面間頻繁切換，導致監(jiān)控人員注意力分散，且長時間查看多路視頻易疲倦，和監(jiān)控過程中，目標跨攝像頭容易跟丟的問題。本發(fā)明提供一種分層監(jiān)控指揮系統(tǒng)，所述系統(tǒng)分為四層，分別為地圖層、物理層、拼接場景層和局部信息層；這四層分別采用地圖、攝像機拍攝場景、拼接場景和鼠標手動獲取局部場景形成這樣一個分層監(jiān)控系統(tǒng)。本發(fā)明提供一種分層監(jiān)控指揮方法，點擊電子地圖的某監(jiān)控點A，顯示A點安裝的多個攝像機拼接獲取的場景拼接視頻，鼠標選擇場景拼接視頻中感興趣區(qū)域，實時顯示感興趣區(qū)域，可實現(xiàn)整體和局部的分層監(jiān)控，所述方法包括如下具體步驟
步驟I，在多個監(jiān)控點安裝攝像機；
步驟2，將監(jiān)控點的地理位置信息添加到地圖中，實現(xiàn)鼠標點擊地圖監(jiān)控點時，能夠調(diào)用該處的視頻資源；步驟3，按照視頻拼接步驟拼接監(jiān)控點的多路視頻，若拼接成功，執(zhí)行步驟5，否則執(zhí)行步驟4 ；
步驟4，調(diào)整攝像機的擺放位置，使得相鄰攝像機畫面間有足夠的重疊區(qū)域，執(zhí)行步驟
3 ； 步驟5，鼠標選擇拼接場景中某一感興趣區(qū)域，通過獲取鼠標信息，單獨顯示鼠標選取矩形區(qū)域的圖像信息。本發(fā)明還提供一種目標跨攝像頭的虛擬跟蹤方法，點擊電子地圖的某監(jiān)控點A，顯示A點安裝的多個攝像機拼接獲取的場景拼接視頻，通過鼠標手動跟蹤運動目標，提取鼠標坐標周圍區(qū)域像素信息，實時顯示運動目標，可實現(xiàn)目標跨攝像頭的虛擬跟蹤，所述方法包括如下具體步驟
步驟I，在多個監(jiān)控點安裝攝像機；
步驟2，將監(jiān)控點的地理位置信息添加到地圖中，實現(xiàn)鼠標點擊地圖監(jiān)控點時，能夠調(diào)用該處的視頻資源；
步驟3，按照視頻拼接步驟拼接監(jiān)控點的多路視頻，若拼接成功，執(zhí)行步驟5，否則執(zhí)行步驟4 ；
步驟4，調(diào)整攝像機的擺放位置，使得相鄰攝像機畫面間有足夠的重疊區(qū)域，執(zhí)行步驟
3 ；
步驟5,單擊鼠標鍵,獲取鼠標坐標信息,通過鼠標手動跟蹤運動目標,提取鼠標坐標周圍區(qū)域像素信息，放大顯示，可實現(xiàn)跨攝像頭的虛擬跟蹤。本發(fā)明避免了視頻監(jiān)控中多個視頻畫面間來回切換，最后呈現(xiàn)出一個完整的、連續(xù)的監(jiān)控畫面，同時通過鼠標響應，使監(jiān)控人員參與到視頻監(jiān)控中，實時顯示感興趣區(qū)域和運動目標區(qū)域，通過鼠標手動跟蹤目標，實現(xiàn)目標跨攝像頭虛擬跟蹤。


圖I是本發(fā)明提供的一種分層監(jiān)控系統(tǒng)；
圖2是本發(fā)明提供的分層監(jiān)控系統(tǒng)的示例；
圖3是本發(fā)明第一實施例提供的一種分層監(jiān)控方法的實現(xiàn)流程 圖4是本發(fā)明第一實施例提供的一種水平拼接示意 圖5是本發(fā)明第二實施例提供的一種分層監(jiān)控方法的實現(xiàn)流程 圖6是本發(fā)明第二實施例提供的一種垂直拼接示意 圖7是本發(fā)明第三實施例提供的一種分層監(jiān)控方法的實現(xiàn)流程 圖8是本發(fā)明第三實施例提供的一種水平垂直拼接示意 圖9是本發(fā)明第四實施例提供的一種虛擬跟蹤實現(xiàn)流程 圖10是本發(fā)明第四實施例提供的一種虛擬跟蹤示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。參見附圖1、2，監(jiān)控指揮系統(tǒng)分為四層，分別為地圖層、物理層、拼接場景層、局部信息層。電子地圖為整個大地區(qū)的縮放，地圖包含監(jiān)控點的地理位置信息，通過點擊電子地圖中某個區(qū)域，可顯示該點附近的場景拼接圖。這種分層監(jiān)控指揮系統(tǒng)是指將圖像拼接技術用于監(jiān)控，多個攝像機拍攝視頻用于拼接，固定多個攝像機后可以獲取穩(wěn)定的視頻源，按照視頻拼接算法可拼接出全景視頻。視頻拼接可以看成是連續(xù)的圖像拼接過程，而圖像拼接可以通過特征點提取、特征匹配、計算透視變換矩陣、計算焦距和旋轉(zhuǎn)矩陣、捆綁調(diào)整、圖像拉直、曝光補償、圖像融合等一系列過程實現(xiàn)；
將相互間存在重疊部分的視頻序列進行空間匹配對準，經(jīng)曝光融合后形成一幅包含各視頻序列信息的大視角高分辨率的連續(xù)圖像。當拼接畫面中出現(xiàn)可疑車輛、行人等目標時，監(jiān)控人員可通過手動跟蹤目標，有利于捕捉細節(jié)信息，實現(xiàn)整體與局部的立體分層監(jiān)控。 采用分層監(jiān)控的思想，將拼接全景視頻作為一個監(jiān)控平臺，給人一種完整的、大視野、高分辨率的連續(xù)畫面，更接近人眼觀察的視角，避免監(jiān)控時在各畫面間來回切換。同時通過鼠標手動選取感興趣區(qū)域或者跟蹤，對拼接畫面局部放大，實現(xiàn)整體和局部的立體監(jiān)控。以下結(jié)合具體實施例對本發(fā)明的具體實現(xiàn)進行詳細描述
實施例一
圖3示出了本發(fā)明實施例一提供的一種監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)流程，詳述如下
在攝像機安裝過程中，同一監(jiān)控點的攝像機水平擺放，攝像機拍攝畫面重疊區(qū)域占畫面的1/3左右。將監(jiān)控點的地理信息添加到地圖中，點擊地圖中的監(jiān)控點，可調(diào)用該處的視頻信
肩、O采用圖像拼接技術，如圖4所示，水平拼接多路視頻。如果拼接成功，顯示拼接后的場景圖，如果拼接失敗，調(diào)整攝像機的擺放位置，鏡頭焦距等。鼠標選擇拼接場景中某一感興趣區(qū)域，通過獲取鼠標信息，單獨顯示鼠標選取矩形區(qū)域的圖像信息。
實施例二
圖5示出了本發(fā)明實施例二提供的一種監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)流程，詳述如下
在攝像機安裝過程中，同一監(jiān)控點的攝像機垂直擺放，攝像機拍攝畫面重疊區(qū)域占畫面的1/3左右。將監(jiān)控點的地理信息添加到地圖中，點擊地圖中的監(jiān)控點，可調(diào)用該處的視頻信
肩、O采用圖像拼接技術，如圖6所示，垂直拼接多路視頻。如果拼接成功，顯示拼接后的場景圖，如果拼接失敗，調(diào)整攝像機的擺放位置，鏡頭焦距等。鼠標選擇拼接場景中某一感興趣區(qū)域，通過獲取鼠標信息，單獨顯示鼠標選取矩形區(qū)域的圖像信息。
實施例三
圖7示出了本發(fā)明實施 例三提供的一種監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)流程，詳述如下
在攝像機安裝過程中，同一監(jiān)控點的攝像機水平垂直擺放，攝像機拍攝畫面重疊區(qū)域占畫面的1/3左右。將監(jiān)控點的地理信息添加到地圖中，點擊地圖中的監(jiān)控點，可調(diào)用該處的視頻信
肩、O采用圖像拼接技術，如圖8所示，水平垂直拼接多路視頻。如果拼接成功，顯示拼接后的場景圖，如果拼接失敗，調(diào)整攝像機的擺放位置，鏡頭焦距等。鼠標選擇拼接場景中某一感興趣區(qū)域，通過獲取鼠標信息，單獨顯示鼠標選取矩形區(qū)域的圖像信息。_
實施例四
圖9示出了本發(fā)明實施例四提供的一種監(jiān)控系統(tǒng)的實現(xiàn)流程，詳述如下
在攝像機安裝過程中，同一監(jiān)控點的攝像機水平垂直擺放，攝像機拍攝畫面的重疊區(qū)域占畫面的1/3左右。將監(jiān)控點的地理信息添加到地圖中，點擊地圖中的監(jiān)控點，可調(diào)用該處的視頻信
肩、O采用圖像拼接技術，如圖10所示，水平拼接多路視頻。如果拼接成功，顯示拼接后的場景圖，如果拼接失敗，調(diào)整攝像機的擺放位置，鏡頭焦距等。單擊鼠標中鍵,開啟鼠標手動跟蹤,通過獲取鼠標坐標信息,在鼠標周圍開啟一個矩形區(qū)域，鼠標移動跟蹤目標過程中，單獨顯示以鼠標為中心矩形區(qū)域的圖像信息，實現(xiàn)運動目標的跨攝像頭虛擬跟蹤。
在本發(fā)明中，分層監(jiān)控指揮系統(tǒng)中水平拼接、垂直拼接、水平垂直拼接等拼接方式變化、拼接路數(shù)(3路、4路、5路…)變化等都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)；鼠標手動選擇運動目標實現(xiàn)跨攝像頭虛擬跟蹤，何種方式(點擊鼠標左鍵、中鍵)開啟跟蹤功能都包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)；顯示局部信息時調(diào)整窗口區(qū)域大小、形狀等包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。本發(fā)明避免了視頻監(jiān)控中多個視頻畫面間來回切換，最后呈現(xiàn)出一個完整的、連續(xù)的監(jiān)控畫面，同時通過鼠標響應，使監(jiān)控人員參與到視頻監(jiān)控中，實時顯示感興趣區(qū)域和運動目標區(qū)域，通過鼠標手動跟蹤目標，實現(xiàn)目標跨攝像頭虛擬跟蹤。
權利要求
1.一種分層監(jiān)控指揮系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)分為四層，分別為地圖層、物理層、拼接場景層和局部信息層；這四層分別采用地圖、攝像機拍攝場景、拼接場景和鼠標手動獲取局部場景形成所述分層監(jiān)控指揮系統(tǒng)。
2.一種分層監(jiān)控指揮方法，所述方法采用權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，點擊電子地圖的某監(jiān)控點A，顯示A點安裝的多個攝像機拼接獲取的場景拼接視頻，鼠標選擇場景拼接視頻中感興趣區(qū)域，實時顯示感興趣區(qū)域，可實現(xiàn)整體和局部的分層監(jiān)控。
3.根據(jù)權利要求2所述的分層監(jiān)控指揮方法，其特征在于，所述方法包括如下具體步驟 步驟I，在多個監(jiān)控點安裝攝像機； 步驟2，將監(jiān)控點的地理位置信息添加到地圖中，實現(xiàn)鼠標點擊地圖監(jiān)控點時，能夠調(diào)用該處的視頻資源； 步驟3，按照視頻拼接步驟拼接監(jiān)控點的多路視頻，若拼接成功，執(zhí)行步驟5，否則執(zhí)行步驟4 ； 步驟4，調(diào)整攝像機的擺放位置，使得相鄰攝像機畫面間有足夠的重疊區(qū)域，執(zhí)行步驟3 ； 步驟5，鼠標選擇拼接場景中某一感興趣區(qū)域，通過獲取鼠標信息，單獨顯示鼠標選取矩形區(qū)域的圖像信息。
4.一種目標跨攝像頭的虛擬跟蹤方法，所述方法采用權利要求I所述的系統(tǒng)，其特征在于，點擊電子地圖的某監(jiān)控點A，顯示A點安裝的多個攝像機拼接獲取的場景拼接視頻，通過鼠標手動跟蹤運動目標，提取鼠標坐標周圍區(qū)域像素信息，實時顯示運動目標，可實現(xiàn)目標跨攝像頭的虛擬跟蹤。
5.根據(jù)權利要求4所述的虛擬跟蹤方法，其特征在于，所述方法包括如下具體步驟 步驟I，在多個監(jiān)控點安裝攝像機； 步驟2，將監(jiān)控點的地理位置信息添加到地圖中，實現(xiàn)鼠標點擊地圖監(jiān)控點時，能夠調(diào)用該處的視頻資源； 步驟3，按照視頻拼接步驟拼接監(jiān)控點的多路視頻，若拼接成功，執(zhí)行步驟5，否則執(zhí)行步驟4 ； 步驟4，調(diào)整攝像機的擺放位置，使得相鄰攝像機畫面間有足夠的重疊區(qū)域，執(zhí)行步驟3 ； 步驟5,單擊鼠標鍵,獲取鼠標坐標信息,通過鼠標手動跟蹤運動目標,提取鼠標坐標周圍區(qū)域像素信息，放大顯示，可實現(xiàn)跨攝像頭的虛擬跟蹤。
6.根據(jù)權利要求2-5之一所述的方法，其特征在于，視頻拼接可以看成是連續(xù)的圖像拼接過程，而圖像拼接可以通過特征點提取、特征匹配、計算透視變換矩陣、計算焦距和旋轉(zhuǎn)矩陣、捆綁調(diào)整、圖像拉直、曝光補償、圖像融合等一系列過程實現(xiàn)。
7.根據(jù)權利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述步驟I中同一監(jiān)控點的攝像機為水平擺放、垂直擺放或者水平垂直擺放。
8.根據(jù)權利要求3或5所述的方法，其特征在于，所述步驟4中相鄰攝像機拍攝的畫面要有相同場景，重疊部分占畫面的1/3左右。
9.根據(jù)權利要求3所述的方法，其特征在于，所述步驟5中具體包括鼠標手動選擇拼接場景中的感興趣區(qū)域，獲取鼠標的起點和終點坐標，在拼接圖中畫出矩形區(qū)域，將矩形區(qū)域中的圖像數(shù)據(jù)復制出來，放大顯示。
10. 根據(jù)權利要求5所述的方法，其特征在于，所述步驟5具體包括單擊鼠標左鍵或中鍵，開啟鼠標手動跟蹤，獲取鼠標的坐標信息，在拼接圖中截取以鼠標為中心的矩形區(qū)域，矩形區(qū)域大小可根據(jù)運動目標與拼接場景調(diào)整，將矩形區(qū)域中的圖像數(shù)據(jù)復制出來，放大顯不。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種分層監(jiān)控指揮系統(tǒng)和跨攝像頭虛擬跟蹤方法，所述方法通過點擊電子地圖的某監(jiān)控點A，顯示A點安裝的多個攝像機拼接獲取的場景拼接視頻，通過鼠標響應，鼠標手動選擇拼接場景中的感興趣區(qū)域，或者手動滑動鼠標來跟蹤目標，實時顯示目標周圍鄰域信息，實現(xiàn)監(jiān)控場景整體和局部的分層監(jiān)控。本發(fā)明避免了視頻監(jiān)控中多個視頻畫面間來回切換，最后呈現(xiàn)出一個完整的、連續(xù)的監(jiān)控畫面，同時通過鼠標響應，使監(jiān)控人員參與到視頻監(jiān)控中，實時顯示感興趣區(qū)域和運動目標區(qū)域，通過鼠標手動跟蹤目標，實現(xiàn)目標跨攝像頭虛擬跟蹤。
文檔編號H04N5/262GK102938827SQ201210499188
公開日2013年2月20日 申請日期2012年11月29日 優(yōu)先權日2012年11月29日
發(fā)明者劉軍, 魏園波, 趙金桃 申請人:深圳英飛拓科技股份有限公司